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尘肺病是中国职业病中发病率最高、危害最严重的一类疾病。由于缺乏尘肺病早期诊断和精准治疗的具体方法,患者承担着很大的经济压力,社会也承载了巨大负担。根据国家卫生计生委的报告,近些年的尘肺病患病人数占总职业病人数的比重很大。工人长期处在浓度高的工业粉尘环境中,会使肺部长时间反复受到损伤,最终导致肺部纤维化而丧失生理功能。因此找到肺部纤维化进程中的致病因子、药物作用靶点以及分子标志物对于治疗尘肺病至关重要。本文首先建立单一因子TGF-β处理小鼠NIH-3T3成纤维细胞模型、动式染尘法尘肺病肺纤维化小鼠模型和非气管暴露法小鼠肺成纤维细胞模型,然后经过转录组测序、生物信息学分析以及实验验证等方法,筛选出在肺纤维化过程中的起重要调控作用的相关代谢通路,功能富集分析结合文献找到在通路中发生明显变化的若干关键基因,对筛选出的基因深入挖掘,期望成为未来尘肺病防治的重要参考。研究结果如下:1.建立单一细胞因子TGF-β处理小鼠NIH-3T3成纤维细胞模型。将处于对数生长期的NIH-3T3细胞经过饥饿处理和TGF-β1（10 ng/m L）诱导12 h后,鉴定纤维化标志物基因和蛋白的表达。结果表明:实验组较对照组相比,细胞碎片增多,纤维状触角更加明显,并且5个纤维化标志物基因（Collagen1α1、Collagen1α2、α-SMA、TGF-β1、TGF-β3）表达均显著上调,且P＜0.01;Smad3蛋白无明显变化,Smad3磷酸化（P-Smad3）和α-SMA标志物蛋白表达显著上调,且P＜0.01。说明加入TGF-β因子后,激活了下游的Smad信号通路,使Smad3蛋白的磷酸化水平显著性升高,α-SMA蛋白也随之显著性表达上调,并且在此条通路中的胶原因子如Collagen1α1、Collagen1α2、α-SMA与促纤维化因子TGF-β1、TGF-β3的表达也呈现明显上调趋势。实验结果证明细胞模型建立成功,可以进行后续的转录组测序。2.基于细胞模型,收集细胞,提取总RNA,进行转录组测序。对测序数据进行生物信息学分析,发现共有1284个基因发生显著表达差异,其中495个基因表达上调,789个基因表达下调。通过GO和KEGG富集分析发现,当Padjust＜0.05时差异表达基因富集在多条通路中,我们从中筛选出ECM通路、TNF通路、TGF通路、MAPK通路以及细胞因子-细胞因子受体通路等5条通路,对这几条通路中筛选出的25个关键基因进行实验验证。结果表明:Itga5、Itga2、Itgb1、Itgb3、Thbs1、Smad7、Fbn1、TGF-β1、TGF-β3、Cx3cl1、IL-6、Fgf2、Fdgfc、Gadd45b、Ngf基因表达均显著上调,且P＜0.01。Thbs2、Dcn、Smad3、Cxcl5、Cxcl1、Angpt2、Vegfd、Pdgfra、IL-33、IL-7基因表达均显著下调,且P＜0.01。上述在TGF-β诱导的NIH-3T3细胞模型中筛选出的25个关键基因的表达趋势均与测序结果相一致。3.采用动式染尘法建立粉尘胁迫小鼠动物模型验证基因与蛋白表达,将小鼠随机分为对照组、Si O2染尘28天组和Si O2染尘56天组。肺组织一部分做Masson染色处理,通过观察胶原含量确定纤维化病变程度。另外一部分提取总RNA和总蛋白,采用q RT-PCR法检测上述五种标志物基因与测序得到TGF通路中的7个关键基因m RNA的表达情况,采用Western Blot蛋白质印迹法检测Smad3、P-Smad3、α-SMA等重要标志物蛋白水平变化。结果表明:Masson染色结果得出,随着染尘天数的增加,肺组织内胶原纤维含量也明显增加,说明小鼠此时肺部已经发生纤维化病变,并且肺组织中纤维化标志物基因与蛋白表达水平都随着染尘时间增加而显著升高,且P＜0.01。其中TGF-β1基因表达上调,Smad磷酸化水平显著升高。TGF通路中的7个关键基因表达趋势也与细胞模型中表达一致,上述结果均证明了细胞模型测序成功。4.使用非气管暴露法建立肺纤维化小鼠模型,小鼠正常饲养一星期后,每只小鼠肺部灌注50μL Si O2混悬液（200 mg/m L）后正常饲养两个月,处死后取肺组织提取原代成纤维细胞培养,将细胞培养2-3代后采用q RT-PCR和Western Blot法检测上述的纤维化标志物基因与重要标志物蛋白以及测序得到的5条通路中的关键基因表达。实验结果表明:标志物基因与蛋白的表达均呈现显著的上调趋势（P＜0.01）,对测序筛选出的五条通路中的关键基因和骨桥蛋白（osteopontin,OPN）进行实验验证,得出基因与蛋白的表达趋势与细胞测序结果相一致。以上几个实验结果得出:在转录组测序、动式染尘小鼠动物模型及非气管暴露法分离原代成纤维细胞模型三个层面均证明了实验结果的可靠性。经过转录组测序、生物信息学分析和实验验证得出的5条肺纤维化相关通路中的基因和蛋白均参与了调控肺纤维化进程。尽管这些基因调控肺纤维化的精确的分子机制仍需要进一步研究,但是这些基因的确定对理解TGF-β调控肺纤维化的致病因子关键标志物和药物作用靶点以及分子标志物筛查具有重要的参考意义。